SCILAB. Skizzen zum Vortrag. Ein umfangreiches, leistungsfähiges, freies Software-Paket für numerische Mathematik. Prof. Dr.-Ing.

Transkript

1 SCILAB Ein umfangreiches, leistungsfähiges, freies Software-Paket für numerische Mathematik Skizzen zum Vortrag Prof. Dr.-Ing. Helmut Haase

2 Inhalt Was nicht geht Was geht Über Scilab... Was noch ginge... 2

3 Inhalt Was nicht geht Was geht Über Scilab... Was noch ginge... 3

4 'Zins' 4

5 Keine Fehlermeldung für cos x = -2? 'komplex' 5

6 'LinGl' 6

7 Diverse Graphiken p l o t (... ) p l o t 2 d (... ) p l o t 3 d (... ) c o n t o u r (... ) p a r a m 3 d (... ) s u r f (... ) h i s t p l o t (... ) p o l a r p l o t (... ) 'DivGraph' 7

8 'PolyReg' 8

9 'Lissa' 9

10 'NlGl' 10

11 'RandWalk' 11

12 'Kloth' 12

13 'Reso' 13

14 'EinwGlr' 14

15 Animation 'Freileit' 15

16 'GravErd' 16

17 'SonnErd' 17

18 'Schiff' 18

19 Inhalt Was nicht geht Was geht Über Scilab... Was noch ginge... 19

20 SCILAB Freies Software-Paket für numerische Mathematik Version 5 20

21 Einsatzgebiet Technische und wissenschaftliche Anwendungen in Lehre, Forschung und Industrie Interaktive und programmierte Berechnungen Vielzahl von Funktionen für numerische Rechnungen 21

22 Art der Sprache Prozedural Interpreter Keine Kompilation, Ausführung per Zeile 22

23 Leistungen und Merkmale Matrizen, Vektoren, Gleitkommazahlen, komplexe Zahlen, Zeichenketten, Funktionen hantieren Interaktiv auf der Konsole rechnen wie auf Taschenrechner Selbstprogrammierte Skripte und Funktionen ausführen Polynome manipulieren 2D- und 3D-Graphiken berechnen und anzeigen, auch animiert Statistische Aufgaben lösen, z.b. Monte-Carlo-Simulationen Algebraische Gleichungen numerisch lösen, auch nichtlineare Systeme Differentialgleichungen numerisch lösen, auch nichtlineare Systeme Extremwerte finden, auch nichtlinear und multivariat Aufgaben der Regelungstechnik und der digitalen Signalverarbeitung lösen Auf jeder Stufe mathematischer Kompetenz nutzbar Ähnlich und alternativ zu MATLAB Vektorisierter Programmierstil 23

24 Fenster Kommando-Fenster (Konsole): Interaktive mathematische Shell Editor: Zum Codieren der Skripte Graphik-Fenster: Zeigt 2D- und 3D-Plots an. Zoomen und Rotieren (3D) möglich 24

25 Entwicklungteam INRIA (Institut national de recherche en informatique et en automatique Le Chesnay, Paris ( ) THE SCILAB CONSORTIUM Le Chesnay, Paris (2003 heute) 25

26 Sprachumfang Funktionsgruppen: Anzahl (ca.), Beispiele Elementay functions: 170, sin, exp, log Functions: 30, exec, function Input/Output Functions: 60, fprintf Graphics Export: 15, plot2d, plot3d, param3d, histplot Computer Aided Control System Design: 40 Data Structures: 20, cell, list, struct Shell/Console: 5, clc, lines Interpolation: 15, interp, splin Input/Output Functions: 25, input, halt, save, load Output Functions: 10, disp, print, printf Linear Algebra: 65, det, inv, pinv Optimisation/Simulation: 33, fminsearch,optim,fsolve,ode,intg 26

27 Sprachumfang (Forts.) Funktionsgruppen, Anzahl (ca.) und Beispiele Polynomials 35 Signal Processing 70 (corr) Special Functions 12 (bessel, beta, gamma, erf) Strings 40 (length, strcat, grep) Time and Date 15 (calendar, weekday, sleep) Statistics 50 (mean, st_deviation, median) Matlab Compatibility Functions 90 Soundfile Handling 14 Randlib 20 (uniform, normal, binomial, poisson) Spreadsheet 5 (Daten-Austausch mit Excel) Fast Fourier Transformation 5 Online Help Management 15 (help, apropos) 27

28 Verschiedenes GRÖSSE AUF DER FESTPLATTE 430 MB, Dateien in 1100 Ordnern DATEIFORMATE *.sce, *.sci, *.scg, *.dat VARIABLENTYPEN constant (komplexwertige Matrizen, Vektoren, Skalare), string, function, boolean, list, cell, hypermat, structure GESCHWINDIKEIT Beispiel: Zufallszahlenmatrix (800*800) bilden, invertieren und Matrix mit Inverser (kontrollhalber) multiplizieren dauert auf einem 1500-MHz-Prozessor ca. 2 s. 28

29 Dokumentation Eingebauter Hilfe Browser (help <Schlüsselwort>) Übersicht und Links zu zahlreichen Quellen: Scilab Manual (3401 S., 10.5 MB, pdf) durchsuchbar: Wiki: Kurze Einführung (6 S. pdf) mit folgenden Strings finden: "Vektorisierter Programmierstil" "Wichtige Scilab-Befehle" Scilab pour les Lycees, 2010, (82 S., 5.5 MB, pdf): Chandler/Roberts: Introduction to Scilab Forum Forum Diese Bilder hlmths.de 29

30 Zusammenfassung Scilab bewältigt numerische Rechnungen und deren graphische Dokumentation in Schule Studium Beruf und Privatleben. 30

31 Inhalt Was nicht geht Was geht Über Scilab... Was noch ginge... 31

32 Optionen Download von Kursoption im EKG 2010 hlmths.de Prof. Dr.-Ing. Helmut Haase 32